焊接机器人生产企业的送丝系统故障占机器人总故障率的70%以上，是造成咬边、夹渣、偏焊、大颗粒飞溅、焊透等焊接缺陷的主要原因，严重制约了企业的生产效率和成本。送丝系统故障定位概括为四段一根线，即焊枪段、枪缆段、送丝机段、外送丝管段和焊丝段。采用排除法准确定位了送丝系统的故障位置。摘要:从耗材的磨损、配件的老化以及配件的质量状况出发，逐段分析了送丝系统故障的原因，并提出了相应的解决方案，为焊接机器人的高效应用提供了帮助和支持。

目前，传统制造业的技术门槛大幅降低，生产自动化、产品轻量化和节能化使用逐渐成为未来竞争的焦点。焊接机器人因其工作效率高、焊接质量好、焊缝成形美观，大大降低了焊接粉尘和弧光对人体的伤害，越来越多地应用于各行各业。与传统的手工焊接相比，焊接机器人也有其缺点。设备维护技术要求高，耗材及配件价格昂贵，无法在狭小空间内焊接，制约了产品的成本和效率。工件拼接的精度、工装定位的精度和机器人重复定位的精度(尤其是刀具坐标和底座坐标的精度)三个要素是机器人自动焊接的前提。如果出现故障，将严重制约机器人焊接质量的稳定性。此外，焊接机器人的故障主要表现在三个基本生产系统:水循环、进气和送丝。其中，水循环故障的主要表现是焊枪颈部过热，其形成的主要原因是枪缆断裂。供气系统故障的主要形式是焊接气孔，主要原因是分流器损坏、喷嘴不圆或喷溅堵塞喷嘴。与水循环供气系统相比，送丝机构的故障形式和原因要复杂得多。

1.焊接机器人送丝系统故障的表现。

焊接机器人送丝系统故障是造成焊缝咬边、夹渣、局部焊接、大颗粒飞溅和焊透等焊接缺陷的主要原因。送丝方式与机器人焊接电源的配合主要分为恒速送丝和弧压控制送丝两种。当焊丝直径大于3毫米时，仅通过调整电弧本身很难恢复弧长，因此将采用电弧压力反馈送丝代替恒速送丝，并采用陡降特性电源。为了提高焊接效率，焊接机器人厂家一般选用φ0.8~φ1.6mm的焊丝，因此大多数焊接机器人都是匀速送丝。恒速送丝的优点是弧长可自动调节，弧长自调节功能是电弧跟踪技术的关键。焊接厚板或角焊缝时，焊枪横向摆动。干伸长的差异导致实际焊接电流和设定电流之间的差异。干伸长越短，实际电流越大，干伸长越长，实际电流越小。根据这一原理，相应的软件可以实时处理电流变化和焊枪位置，进而修正焊接机器人的实际轨迹，从而保证轨迹中|心线始终在坡口中间，同时保证焊枪在高度方向与焊缝一致。送丝失败时，单位时间送丝速度下降，焊接电流减小，焊接电压急剧升高，焊接飞溅增加，形成焊渣。如果大颗粒飞溅并粘附在接触喷嘴的末端，接触喷嘴将被丢弃。如果在使用电弧跟踪功能时送丝不顺畅，焊接机器人会将捕捉到的焊接电流降低信号误判为焊接干伸长过长，于是会自动压枪降低焊接干伸长，导致焊接线能量过大，焊穿板材，甚至导致导电嘴或喷嘴熔化进入焊池，导致焊枪击穿漏水。送丝不良直接影响焊接弧长的变化。弧长越长，焊接电压越大，熔宽越宽，越容易出现咬边、焊道宽度偏差等焊接缺陷。同时，焊接弧长的非线性变化导致电弧跟踪采集的距离数据紊乱，从而导致焊接偏差。据九德公司实际生产统计，送丝系统故障占焊接机器人总故障率的70%以上，送丝不良的附带产品为导电嘴报废和焊接缺陷。

2.焊接机器人送丝系统故障位置的判断。

根据送丝线路走向，送丝系统故障部位可分为“四段一丝”，其中四段为外送丝管段、送丝段、枪缆段、焊枪段，一丝为焊丝质量。可以通过排除法检查送丝系统的故障位置。

2.1.焊接机器人送丝系统的故障在焊枪部分。

取下焊枪，按住点动送丝键，检查焊丝从枪缆中出来的强度。如果送丝稳定有力，说明焊枪电缆、送丝机和外部送丝系统没有故障，但焊枪有故障；否则，焊枪上方的系统有故障。

2.2.焊接机器人送丝系统的故障在于枪缆部分。

焊枪部分送丝故障排除后，取下焊枪电缆，按住点动送丝，检查从送丝器出来的焊丝强度。如果送丝稳定有力，说明送丝机和外部送丝系统没有故障，枪线有故障；否则，表示送丝机及以上系统有故障。

2.3.焊接机器人送丝系统故障位于送丝机段或外部送丝管段。

焊枪和枪缆段故障排除后，取下枪缆，打开送丝辊，用手拉焊丝。如果牵引时焊丝光滑易拉，说明外部送丝系统没有故障，送丝机有故障；否则，表明外部送丝管或焊丝段有故障。

2.4.焊接机器人送丝系统的故障在于焊丝段。

如果外部送丝系统、送丝机、枪缆、焊枪段检查正确，送丝仍不顺畅，怀疑是焊丝质量问题。焊丝质量问题非常常见的表现形式有:送丝软管中焊粉较多、丝节距过大、丝条紊乱、涂层不均匀、焊接飞溅大等。

3.焊接机器人送丝系统故障的修复。

3.1.焊枪部分焊接机器人送丝系统故障的修复。

当送丝系统故障部位位于焊枪段时，送丝不畅的主要原因是导电嘴磨损或枪颈送丝软管堵塞。导电嘴是焊接非常常用的消耗品，在机器人高温和高频摆动的共同作用下，容易磨损坡口，从而显著增加送丝阻力。此外，接触嘴的磨损容易造成吹弧，大颗粒飞溅粘在接触嘴末端，导致送丝不畅。在严重的情况下，接触喷嘴将被报废。颈部导丝管应定期清洗和更换，颈部导丝管两端应使用砂轮机打磨光滑，以免送丝时划伤。如果焊枪校准后，焊枪碰撞严重，颈部送丝软管不易更换，则应更换焊枪。在排除焊枪段送丝故障时，需要检查喷嘴是否堵塞、不圆，导电喷嘴底座上的送气孔是否堵塞，绝缘环是否老化，因为这些因素都会影响焊接飞溅。

3.2位于枪缆段的焊接机器人送丝系统故障修复。

当焊接机器人送丝系统故障位于枪缆段时，造成送丝不畅的主要因素是送丝软管长度、清洁度和枪缆弯曲角度。如果软管太长，它会在枪缆内部弯曲，如果太短，它会在枪缆内部移动。软管内径应与焊丝直径相匹配。软管

如果直径过小，焊丝与软管内壁的接触面会增大，送丝阻力也会增大。这时，如果管内有杂质，焊丝往往会卡在软管内。如果软管内径过大，焊丝会在软管内呈波浪形前进，在推拉送丝过程中会增加送丝阻力。

枪缆的弯曲角度也是制约送丝系统阻力的关键，编程时大多由编程器决定。因此，程序员在教学时除了考虑焊接角度外，还要考虑枪缆的弯曲角度。顺时针焊接电弧时，枪缆会缠绕在防撞杆上，弯曲半径过小，会增加机器人送丝的阻力。但如果程序员在焊接电弧前通过示教编程将枪缆缠绕在机械臂的5轴上，然后逆时针焊接，则可以有效避免枪缆弯曲角度过小的焊接。

平衡吊的起吊位置也是影响炮缆送丝稳定性的重要因素之一。如果平衡吊的升降位置发生移动，那么与焊接机器人一起移动时枪缆的弯曲角度及其姿态轨迹也会发生变化，导致送丝不顺畅。严重时，枪缆会缠绕在伺服电机上，甚至会损坏送丝机的欧洲中|心接口和枪缆。因此，应相应标记平衡起重机的起吊位置，为后续维护或更换炮缆提供位置参考。

3.3.送丝机段焊接机器人送丝系统故障的修复。

当送丝系统故障位于送丝段时，送丝不畅的主要原因是送丝导管磨损、送丝轮(送丝压轮)磨损、压杆压力不匹配等。送丝机构、送丝导管、中|心导管和送丝套管接头应保持同心。由于使用过程中操作不当，送丝机的面板容易变形，此时，送丝导管和中|心。

导管会产生一定的偏心，偏心越大，焊丝与送丝导管之间的磨损越严重，送丝阻力越大。送丝辊一般由45#钢、高碳工具钢或合金钢制成，经表面热处理后达到洛氏硬度HRC45~50。通常，辊设有用于送丝的凹槽。对于硬焊丝，送丝辊上开有开口角度约为40°的V型槽，比无槽的平辊送丝力增加10-30%，保证焊丝在辊内的固定位置和送丝方向。u形槽可用于输送直径大于2mm的软焊丝。不适合使用表面有滚花的送丝轮，因为送丝轮经过热处理后硬度很高，线材通过刻有花纹的送丝轮后表面有破损、锯齿。

它不仅增加了焊丝在软管中行进的阻力，导致送丝不稳定，而且加速了接触嘴的磨损。

目前市场上绝大多数送丝轮都有两种规格的送丝槽，操作人员在维修设备时很容易安装反向送丝轮。当送丝槽规格与焊丝尺寸不匹配时，送丝动力不足或焊丝被划伤。建议调整压杆的压力，使焊丝输送平稳有力，无划痕。压紧压杆前，确保焊丝位于送丝轮凹槽的中间，避免焊丝挤压变形。送丝机通过送丝齿轮的啮合给焊丝送丝，焊接中厚板过程中平均送丝速度可达12m/min。随着送丝齿轮的磨损，中|心孔轴的配合间隙增大，严重时送丝速度不稳定，导致焊接弧长变化。如果此时使用电弧跟踪功能，焊接机器人在计算和校正过程中会将弧长变化误认为位置偏差，从而产生局部焊接、咬边等焊接缺陷。需要指出的是，送丝机中的送丝电机和编码器也是易损件，在出现不稳定的送丝故障时应予以考虑。

3.4.焊接机器人送丝系统位于外送丝管段故障的修复。

当送丝系统故障位于外送丝管段时，送丝不畅的主要原因是外送丝管弯曲半径过小、内壁磨损或杂质堆积。目前，焊接机器人的外部送丝管多布置在槽链中，槽链的拐角处和送丝机的端部往往存在弯曲半径较小的硬弯，难以更换。通过重新规划外部送丝线，避免了穿槽链，增加了弯曲半径，成功将送丝电机电流值从1.2A降至0.6~0.7A

3.5.焊丝段焊接机器人送丝系统故障的修复。

焊丝的选择和性能符合国家标准要求，焊丝化学成分的控制和熔敷金属力学性能的稳定不再是行业的技术瓶颈。焊丝直径、圆度、节距、松弛直径、涂层均匀性和层缠绕是影响焊接机器人自动焊接的关键因素。由于焊接机器人送丝距离长，焊丝表面质量会严重影响设备的送丝性能。哈尔滨工业大学的孙强等人指出，焊丝的送丝性能与焊丝的平面比例密切相关。平面宽度的LD/LT和偏差率KY描述了焊丝的表面状态。结合送丝性能与表面状态的关系，提出评价送丝性能的判断:焊丝的平面LD/LT比例在0.5~0.8的合理范围内，当KY小于30%时送丝性能优良，当KY大于40%时送丝性能较差。当焊丝翘曲距离大于25 mm或松弛直径小于380mm时，说明焊丝残余应力较大，会加剧焊丝送出过程中消耗品的磨损。一旦消耗品磨损出坡口，焊丝的送丝阻力急剧增加。焊丝翘曲距离小于25毫米，松弛直径大于380毫米，这是国家标准对焊丝表面质量的基本要求。根据九德公司的使用经验，焊接机器人送丝距离超过10 m时，桶装焊丝的翘曲距离应小于等于10 mm，松弛直径应大于600mm，以保证焊接机器人连续稳定送丝；如果层绕工艺控制不好，在送丝过程中很容易出现丝乱的情况。对绕线有明确要求。当缠绕在筒体内层的3根以上的导线与绕组内径分离，且距离大于20毫米时，表明导线质量不合格。另外，对于焊接机器人用焊丝来说，焊丝的涂层应尽量选择干涂工艺，因为湿涂工艺形成的焊粉很容易在送丝软管中堵塞成泥，无法用压缩空气清洗。

总结:焊接机器人送丝系统是机器人焊接生产的动脉，关系到产品的焊接质量和效率。技术人员不仅要有分析和维护技能，还要做好设备维护。在日常维护过程中，除了清洗送丝系统外，还要认真排查易损易耗件的磨损情况，及时修复设备的亚健康状态。只有保证设备的连续高效运行，才能提高产品质量，降低生产成本。